KR20200044395A - 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템 - Google Patents

인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템 Download PDF

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황성주
곽성경
백으뜸
오주영
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명의 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템은 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 것으로서, 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하는 적어도 하나 이상의 센서(20)를 갖는 IoT 용기(10); 센서에 입력되는 정보를 읽고 디지털 신호로 변경하는 중앙처리장치(30);
중앙처리장치에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 서버(40); 및 서버에서 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적으로 알리는 알림장치(50)를 포함할 수 있다.

Description

인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템{FOOD CURRUPTION PREDICTION ALART SYSTEM WITH SMART IOT CONTAINER BASED ON ARTIFICIAL INTELLIGENCE}
본 발명은 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 스마트 IoT 용기 및 그 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 취식자는 음식을 용기에 담아 냉장고에 보관하게 되는데, 이때 취식자가 모든 음식의 유통기한과 보관기한을 찾아보고 외우는 것에는 많은 노력이 요구된다. 또한, 취식자는 이러한 기한을 종종 잊어버릴 수 있으므로 많은 음식이 낭비되고 있는 실정이다. 이로 인하여, 경제적, 시간적 손실이 수반되고, 환경적인 피해도 나타나게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 음식의 부패정도를 측정하는 기존의 센서는 음식이 부패할 때 나오는 화학물질을 검출하여 음식의 부패 정도를 측정할 수 있다. 그러나, 현재 상용화되어 있는 이러한 센서는 그 가격이 매우 비싸 사용자가 쉽게 접근하기 어려운 점이 있었다.
한편, 음식의 부패를 예방하기 위하여, 공개특허 제10-2009-0075990호 및 공개특허 제10-2012-0048210호 등의 선행기술이 개시된 바 있다.
그러나, 이러한 종래의 선행기술들은, 기존의 식중독 지수를 예보 또는 표시하는 역할을 하는데, 기존의 식중독 지수는 식중독에 대한 경고의 의미로서 실제 적용에 있어서는 실질적인 체감효과를 가지기 어렵고, 계절과 날씨에 따른 식품의 부패 정도에 대해 주의를 요구하는 것일 뿐, 개별 음식에 대한 섭취 기준을 제공하지 않는 한계가 있다.
따라서, 음식을 보관하는 용기에 센서를 설치하여 개별 음식에 대한 섭취 기준을 제시하고, 스마트폰 등을 통하여 사용자에게 간편하게 부패 정보를 전달할 수 있는 시스템이 필요하다.
본 발명의 목적은 인공지능을 기반으로 음식부패를 예측하여 사용자에게 알릴 수 있어, 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템을 제공함에 있다.
이런 목적은 본 발명에서의 스마트 IoT 용기가 서버를 통해 스마트폰의 어플 등으로 음식에 대한 정보를 전달할 수 있도록 구성됨을 전제한다.
이와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템은 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 것으로서, 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하는 적어도 하나 이상의 센서를 갖는 IoT 용기; 센서에 입력되는 정보를 읽고 디지털 신호로 변경하는 중앙처리장치; 중앙처리장치에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 서버; 및 서버에서 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적으로 알리는 알림장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 센서는 기울기 센서, 광센서, 진동감지센서 및 온도습도센서 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 중앙처리장치는 아두이노로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 서버는 중앙처리장치에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 데이터 저장기능, 저장된 정보를 필터링하는 데이터 정제기능, 및 저장된 정보를 활용하여 정보를 계산하는 데이터 분석기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 중앙처리장치, 서버 및 알림장치는 상호간에 블루투스 연결될 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 알림장치는 스마트폰 디바이스일 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 중앙처리장치는 음식 모형을 센서로 수신하여 알림장치에서 음식 모형을 3D 방식으로 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 중앙처리장치는 IoT 용기가 빛을 받는 정도를 센서로 수신하여 알림장치에서 음식 하단의 박스가 어두워지도록 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템에서, 중앙처리장치는 어떠한 음식이 IoT 용기에 보관되고 있는지를 센서로 수신하여 알림장치에서 음식에 대한 정보를 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
위와 같은 과제해결수단에 따르면, 본 발명은 인공지능을 기반으로 음식부패를 예측하여 사용자에게 알릴 수 있어, 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 한다.
이를 통하여, 음식의 보관 기한을 넘겨 음식을 버리게 되는 일을 사전에 방지할 수 있으며, 또한, IoT 용기를 통하여 어떠한 음식이 냉장고 등에 보관되고 있는지 확인할 수 있으므로 음식 구매를 계획적으로 진행할 수 있도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 음식부패예측 알림 시스템의 기본적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 음식부패예측 알림 시스템에서 IoT 용기가 각 센서로부터 음식에 대한 정보를 전달받아 다른 구성과 연결되어 정보를 처리하고 사용자에게 알리는 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 음식부패예측 알림 시스템의 구성을 개략적으로 도식화한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 사용되는 소프트웨어인 유니티3D의 스케치업을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 사용되는 아두이노 에디터를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 사용되는 sharp 3D를 나타낸 도면이다.
도 9은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따른 외형을 도시한 도면이다.
전술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.
특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 출원의 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 출원의 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템은 유통기한이 경과되어 낭비되는 음식에 의한 경제적, 환경적인 문제점들을 IoT용기를 통해 보관기간이 넘기 전 사용자에게 미리 알림을 주는 방식으로 해결하고자 한다. 또한, 보관기한이 얼마 남지 않은 제품 위주로 조리할 수 있는 음식을 추천해 준다면, 삶의 질 향상에도 도움이 된다. 즉, 자원 절약과 삶의 질 향상의 두 가지 측면에서 본 발명을 개시하고자 한다.
즉, 본 발명은 도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 유통기한을 정확하게 모르는 음식들의 유통기한을 스마트 IoT용기를 통해 알려주고, 있는 줄도 모르고 상해가는 반찬 및 식재료들의 부패를 사전에 방지하기 위하여 IoT 용기의 회로도를 소형화하는 칩을 사용하여, 이미 있는 용기도 스마트하게 사용하며, 처리할 방법을 모르는 식재료들을 효과적으로 이용하기 위하여 어플을 제작하여 유통기한과 요리법 등을 사용자에게 알려줄 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템의 주요 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 음식부패예측 알림 시스템은 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 것으로서, 센서(20)를 갖는 IoT용기(10); 중앙처리장치(30); 서버(40); 및 알림장치(50)를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, IoT 용기(10)는 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신할 수 있다. IoT 용기(10)는 후술할 바와 같이 센서(20)에 연결된 중앙처리장치(30)를 통하여 서버(40)에 연결된다. 도 9를 참조하면, IoT 용기(10)에는 수납되는 각 장치들을 작동시키기 위하여 예를 들어, AA 건전지 4개로 구성되는 등의 건전지를 포함할 수 있다.
IoT 용기(10)는 기울기 센서(21), 광센서(22), 진동감지센서(23) 및 온도습도센서(24) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 이러한 센서들은 선택적으로 또한 중복되어 사용될 수도 있으며, 상기 열거된 센서들 외의 음식의 위치나 상한 정도 등을 측정할 수 있는 임의의 센서로 이루어질 수도 있다. 한편, 온도습도센서(24)는 예를 들어, -10도 내지 60도까지 측정이 가능한 센서일 수 있다. 이러한 센서(20)는 냉장고 내에서 동작할 수 있도록 최적화되어 구성될 수 있다. 또한, 센서(20)와 이두이노 등의 중앙처리장치(30) 등을 충분히 수납할 수 있도록 IoT 용기(10)를 설계할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 음식부패예측 알림 시스템을 개략적으로 설명하면, IoT 용기(10)에서 센서(20)로 음식에 대한 데이터를 수집하여 이를 서버(40)로 블루투스 연결을 통해 전송하고, 서버(40)에서는 데이터 저장, 데이터 정제, 데이터 분석 기능을 한다. 이러한 처리를 거친 데이터는 스마트폰 등의 알림장치(50)에 블루투스 연결을 통해 전송되며, 전송된 데이터는 알림장치(50)에 데이터 입력 및 출력을 거쳐 시각 및 진동 등의 피드백으로 사용자에게 제공된다.
또한, 다수의 스마트폰 등의 알림장치(50)와 서버(40)는 블루투스를 사용할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이를 통해 알림장치(50)는 서버(40)와 연결되고 서버(40)는 IoT 용기(10)와 연결될 수 있다. 한편, 예를 들어, 블루투스의 통신 가능 거리가 최대 100m이고 평상시에는 연결이 필요하지 않고 필요할 때에만 연결될 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, IoT 용기(10)는 스마트 냉장고 등과도 연동될 수 있도록 구성할 수 있다. 즉, 이를 스마트폰 등의 알림장치(50)와 상호적으로 통신하게 하여, 사용자가 냉장고 밖에서도 어떠한 음식이 어떠한 용기에 담겨 있는지를 확인할 수 있다.
중앙처리장치(30)는 상기 센서(20)에 입력되는 정보를 읽고 디지털 신호로 변경할 수 있다. 중앙처리장치(30)는 아두이노로 이루어질 수 있다. 아두이노 및 도 5 내지 도 8에 나타난 바와 같은 소프트웨어를 통하여 센서(20)에 입력되는 정보를 분석할 수 있다. 도 5 및 도 6은 본 발명에 사용되는 소프트웨어인 유니티3D의 스케치업을 나타내며, 도 7은 아두이노 에디터, 도 8은 sharp 3D를 나타낸다. 추가적으로 본 발명에는 c# 및 c++과 같은 다양한 프로그래밍 언어가 사용될 수 있다.
또한, 아두이노는 아두이노 우노뿐만 아니라, 부피를 최소화하기 위하여 아두이노 나노가 사용될 수 있다. 아두이노의 소비전력은 5V 이상이 되도록 구성할 수 있다. 나아가, 측정된 정보의 노이즈를 최소화하기 위한 노이즈 필터링이 수행될 수도 있다.
서버(40)는 중앙처리장치에서부터 전송된 디지털 신호를 저장할 수 있다. 서버(40)에서는 중앙처리장치(30)에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 데이터 저장기능, 저장된 정보를 필터링하는 데이터 정제기능, 및 저장된 정보를 활용하여 정보를 계산하는 데이터 분석기능이 수행될 수 있다. 즉, 데이터 저장과 분석 등은 서버에서 담당한다. IoT 용기 자체에서는 데이터를 저장하기 부적절하므로 서버(40)에서 이를 수행하도록 별도로 구비한다.
중앙처리장치(30), 서버(40) 및 알림장치(50)는 상호간에 블루투스 연결되도록 구성될 수 있으며, 알림장치(50)는 스마트폰 디바이스 등의 장치로 이루어질 수 있다.
본 발명의 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템의 중앙처리장치(30)를 통한 다양한 알림 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
중앙처리장치(30)는 음식 모형을 센서(20)로 수신하여 알림장치(50)에서 음식 모형을 3D 방식으로 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
또한, 중앙처리장치(30)는 IoT 용기(10)가 빛을 받는 정도를 센서(20)로 수신하여 알림장치(50)에서 음식 하단의 박스가 어두워지도록 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
나아가, 중앙처리장치(30)에서는 어떠한 음식이 IoT 용기에 보관되고 있는지를 센서(20)로 수신하여 알림장치(50)에서 상기 음식에 대한 정보를 디스플레이하는 디지털 신호를 제공할 수 있다.
이를 통하여, 사용자는 어떠한 음식들이 어떠한 용기에 담겨 있는지를 확인할 수 있으므로 더욱 효율적으로 식재료를 구매하고, 관리할 수 있다. 한편, 현재 어떤 음식들이 냉장고에 있는지를 확인할 수 있으므로, 이를 바탕으로 사용자가 재료를 이용하여 만들 수 있는 요리 레시피에 대한 추천 서비스가 추가적으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 음식을 구입할 때 다양한 조건을 고려할 수 있고 음식을 더욱 효율적으로 요리할 수 있다.
또한, 일부 음식 종류뿐만 아니라 다양한 음식 종류 및 그 조합에 대하여 정교한 알고리즘을 바탕으로 남은 음식의 보관기한을 사용자에게 제공하도록 구성할 수 있다. 나아가, 가속 실험 모델을 예를 들면, Weibulian Model(2006), Power Model(2005) 등으로 변경하고, 보드를 삽입하는 대신에 하나의 칩으로 중앙처리장치를 소형화시켜 공간적인 효율성을 높일 수도 있다.
이러한 다양한 알림 방법은 선택적으로 또는 중복하어 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 이에 제한되지 않고 음식의 상한 정도, 유통기한 및 보관된 음식에 따른 요리법 등을 사용자에게 알려주는 다양한 알림 방법이 제공될 수 있다.
나아가, 스마트폰과 같은 알림 장치(50)에는 사용자가 직관적으로 음식을 확인할 수 있도록 3D 모델링과 유통기한 알림 문구 및 진동 알림 등을 통하여 음식이 상한 정도를 바로 알 수 있도록 하는 어플리케이션이 제공될 수 있다. 또한, 제공하는 정보나 음식을 식별하는 기능 및 요리 추천 서비스등을 도입할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및/또는 변경 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 그에 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
10: IoT 용기 20: 센서
21: 기울기 센서 22: 광센서
23: 진동감지센서 24: 온도습도센서
30: 중앙처리장치 40: 서버
50: 알림장치

Claims (9)

  1. 실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적인 정보를 바탕으로 직관적으로 정보를 인식할 수 있도록 하는 음식부패예측 알림 시스템에 있어서,
    실시간으로 보관되는 음식에 대한 정보를 수신하는 적어도 하나 이상의 센서(20)를 갖는 IoT 용기(10);
    상기 센서(20)에 입력되는 정보를 읽고 디지털 신호로 변경하는 중앙처리장치(30);
    상기 중앙처리장치에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 서버(40); 및
    서버에서 상기 음식에 대한 정보를 수신하여 사용자에게 시각적으로 알리는 알림장치(50)를 포함하는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서(20)는 기울기 센서(21), 광센서(22), 진동감지센서(23) 및 온도습도센서(24) 중 적어도 하나로 이루어지는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(30)는 아두이노로 이루어지는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버(40)는 상기 중앙처리장치(30)에서부터 전송된 디지털 신호를 저장하는 데이터 저장기능, 저장된 정보를 필터링하는 데이터 정제기능, 및 저장된 정보를 활용하여 정보를 계산하는 데이터 분석기능을 수행하는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(30), 상기 서버(40) 및 상기 알림장치(50)는 상호간에 블루투스 연결되는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 알림장치(50)는 스마트폰 디바이스인
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(30)는 음식 모형을 상기 센서(20)로 수신하여 상기 알림장치(50)에서 상기 음식 모형을 3D 방식으로 디스플레이하는 디지털 신호를 제공하는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(30)는 상기 IoT 용기(10)가 빛을 받는 정도를 상기 센서(20)로 수신하여 상기 알림장치(50)에서 음식 하단의 박스가 어두워지도록 디스플레이하는 디지털 신호를 제공하는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중앙처리장치(30)는 어떠한 음식이 IoT 용기에 보관되고 있는지를 센서(20)로 수신하여 상기 알림장치(50)에서 상기 음식에 대한 정보를 디스플레이하는 디지털 신호를 제공하는
    인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템.
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KR1020180125101A KR20200044395A (ko) 2018-10-19 2018-10-19 인공지능 기반의 스마트 IoT 용기를 갖는 음식부패예측 알림 시스템

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210125142A1 (en) * 2018-09-20 2021-04-29 Bitcork Inc. Food and beverage item identification and tracking device and system for improving supply chain logistical operations and inventory management

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